Sistem creatine / creatine fosfat

Oleh Fabrizio Felici

Dalam keadaan berehat, tuntutan ATP adalah sederhana tetapi, apabila gentian dirangsang untuk kontrak, permintaan ini meningkat dengan segera.

Di dalam sel otot, berehat, sejumlah kecil ATP disimpan, tetapi ia tidak boleh bergantung padanya untuk masa yang lama, apabila ia telah mula berkontrak. Oleh itu untuk mengelakkan penurunan bekalan ATP, sel otot mesti meningkatkan kadar pengeluarannya agar dapat bersaing dengan peningkatan penggunaan. ATP yang menyediakan tenaga yang diperlukan untuk pengecutan dihasilkan dalam sel-sel otot oleh fosforilasi di peringkat substrat dan oleh fosforilasi oksidatif. Apabila penggunaan tenaga meningkat dalam sel, terdapat pengurangan kepekatan ATP dan peningkatan ADP. Variasi ini membawa kepada peningkatan dalam aktiviti enzim yang bertanggungjawab untuk pembentukan ATP, dengan akibatnya ATP dihasilkan pada kadar yang lebih tinggi. Walaupun ini berlaku sebaik sahaja sel mula berkontrak, tindak balas ini mengambil beberapa saat untuk mencapai kelajuan yang diperlukan. Sementara itu untuk memastikan ketersediaan ATP yang diperlukan, otot bergantung pada tenaga yang tinggi dan rizab fosfat yang sedia ada, creatine phosphate (CP), yang memindahkan kumpulan fosfatnya ke ADP (yang selalu ada) untuk bentuk ATP. Sel resting mengandungi jumlah fosfat creatine yang mencukupi untuk memberikan jumlah ATP sama dengan 4-5 kali yang biasanya hadir, yang membolehkan sel untuk mengekalkan aktivitinya, sehingga reaksi-reaksi yang mampu menghasilkan. ATP.

Reaksi fosfat creatine dengan ADP dipangkin oleh enzim creatine kinase dan boleh diterbalikkan:

Apabila tindak balas ini berlaku dari kiri ke kanan, ia menghasilkan ATP dan creatine; apabila ia pergi dari kanan ke kiri, ia menghasilkan ADP dan creatine fosfat. Dalam sel otot berehat, tindak balas adalah dalam keseimbangan, dan untuk setiap molekul fosfat creatine yang membentuk, satu lagi ditukar kepada creatine. Apabila aktiviti otot bermula, konsentrasi ATP berkurangan, bahawa peningkatan ADP, dan tindak balas itu terus berlaku untuk undang-undang tindakan besar-besaran. Akibatnya, sejumlah ADP diubah menjadi ATP, yang boleh digunakan dalam kitaran jambatan silang dengan perbelanjaan fosfat creatine, yang digunakan. Oleh kerana stok CP terhad, reaksi ini dapat menghasilkan ATP hanya untuk masa yang singkat, tetapi cukup untuk reaksi metabolik lain yang membekalkan ATP untuk diaktifkan dalam masa yang sama. Apabila sel otot menamatkan penguncupan, bekalan fosfat creatine dipulihkan kerana permintaan ATP yang berkurangan menyebabkan peningkatan kepekatan ATP dan pengurangan ADP, menyebabkan perubahan reaksi ke kiri, sehingga fosfat creatine sekali lagi disintesis dari creatine. Dengan cara ini, rizab CP dikekalkan kerana peningkatan aktiviti secara tiba-tiba pada masa akan datang.

Pemulihan rizab fosfat creatine dalam fasa pemulihan pesat

Satu siri eksperimen menekankan petunjuk penting dalam hal ini. Dalam salah satu eksperimen ini, sampel tisu otot diambil oleh biopsi jarum sebelum permulaan latihan fizikal dan seterusnya, secara berkala sepanjang fasa pemulihan berikutan usaha maksimal yang menyeluruh. Ujian ini dilakukan dengan dua cara berbeza:

Otot dengan aliran darah normal
Otot dengan aliran darah berkhasiat

Dalam kes pertama diperhatikan bahawa hanya selepas 2 minit kira-kira 85% daripada CP telah dipulihkan, manakala pada minit ke-4 pemulihan peratusan mencapai 90%, untuk mencapai pemulihan hampir penuh nilai awal selepas kira-kira 8 minit.

Dalam kes kedua, sebaliknya, dengan aliran darah berkhasiat, resynthesis fosfat creatine tidak berlaku: ini telah menyebabkan pengesahan bahawa kitaran regenerasi berlaku kerana oksigen pemulihan yang diangkut dalam darah oleh hemoglobin.